期望体理论的实验研究及端部放矿崩矿步距优化

放出体形态研究是研究崩落矿岩流动规律和确定最优采场结构参数的基础.基于标志颗粒法,通过底部与端部放矿物理实验,研究无限边界条件和半无限边界条件下放出体形态及其变化规律,验证期望体理论的可靠性和适用性.在此基础上,开展了18 m×20 m结构参数下端部放矿崩矿步距的优化实验研究.研究结果表明：实际放出体形态并不是标准的椭球体,而是与期望体更为相近;在无限边界条件和半无限边界条件下,放矿量与放出体高度满足幂函数关系,与放出体半径满足指数函数关系;建议在18 m×20 m结构参数下,优先选用无贫化放矿方式和4.6 m的崩矿步距.     

不同端壁倾角条件下放出体形态研究及最优崩矿步距的确定

为分析端部放矿中放出体形态,获得大结构参数下最优的崩矿步距,基于颗粒元理论和PFC3D程序,构建具有矿石散体细观力学性质的放矿模型. 通过已有研究结论与模拟结果的对比分析,验证了基于PFC程序的放矿模型的可靠性. 在此基础上,开展18m×20m结构参数下不同端壁倾角崩矿步距研究. 研究结果表明,不同倾角端壁条件下放出体形态不完整,并不是一个规则的椭球体. 当放矿量相同时,放出体高度随端壁倾角的减小而增大,放出体整体形态也随之越来越"瘦长".在无限边界和不同倾角端壁条件下,放出体高度的变化趋势均可概括为两个阶段:在放矿初始阶段,放出体高度呈指数形式快速增加,随放矿量的增加,其增长率逐渐减小;随后,放出体高度将随放矿量的增加而呈线性增长的趋势. 建议在18 m × 20 m结构参数下采用85°~90°的端壁倾角,4. 8 m的崩矿步距.     

柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律

同步充填留矿法因柔性隔离层的存在,其散体矿岩流动规律突破传统放矿理论的描述范围,因此开展柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律研究对于丰富放矿学理论具有重要意义。基于相似原理建立物理试验模型,以标记颗粒刻画出放出体和松动体形态,采用高清摄像机记录试验基础数据。基于试验数据,对柔性隔离层下单漏斗放矿放出体、松动体、空腔等演化规律进行分析。最高层位矿石未放出前,放出体呈完整封闭的近似椭球体形态;放出后,放出体呈现为陀螺体。最高层位矿石产生沉降前,松动体为完整封闭的近似椭球体形态;产生沉降后,松动体形态整体上呈喇叭状,喇叭状松动体上部为指数曲线,下部为近似部分椭球体。空腔在最高层位矿石产生沉降瞬间开始形成;隔离层边界与矿石层边界相切于空腔边界,切角随着隔离层下降深度的增大而增大,至散体自然安息角后保持不变,切点位置随着隔离层下沉由中间逐渐向两侧发展至放矿终止。     

余化寺矿区采场结构参数优化的研究

用物理和计算机模拟放矿手段,找出了分段高度、进路间距和崩矿步距三者之间的数量关系,确定了最优的采场结构参数,为开拓和采准设计提供了依据。     

石人沟铁矿露天转地下覆盖层合理厚度

在露天转地下过程中,对于地下生产初期采用空场法采矿,露天和地下采场之间留有隔离矿柱的矿山,露天开采结束后,需要回收矿柱,在崩落露天底的同时崩落边帮形成覆盖岩层,利用地下第一分段矿房的底部结构在覆岩下放出这部分矿石.介绍了通过计算机模拟和实验,观察放矿过程中覆盖层界面的移动规律,通过散体渗漏实验,研究覆美层的渗漏规律.主要从放矿椭球体理论和防排水两个方面综合确定覆盖层的合理厚度.     

无底柱深孔后退式崩矿法采场结构参数优化

为实现某铅锌矿山无底柱深孔后退式崩矿法安全高效开采,开展采场结构参数优化研究.实测-650 m中段原岩应力,运用Surpac-FLAC3D模型生成技术构建数值分析模型,进而采用多元应力回归方法反演初始地应力场.通过弹性力学小薄板理论分析得到顶板稳定性随采场结构参数的变化关系,结合实际采准条件,提出采场结构参数初选方案.基于反演地应力场,进行初选方案开采数值分析,获得各方案力学响应指标.引入多目标理想点法决策,考虑安全和经济指标,计算方案评价指标集与理想解的向量近似度,优化确定该矿无底柱深孔后退式崩矿法采场结构参数为矿房采场宽10 m,矿柱采场宽8 m.     

矿岩散体流动参数物理模拟实验

结合崩落矿岩散体的力学特性,利用随机介质放矿理论,介绍了矿岩散体流动参数测定的物理模拟实验,测定了不受边界约束和端部放矿两种方式下的散体流动参数·研究了矿岩散体的流动形态(放出体形态)·认为采用低贫损开采模式,可有效地降低矿石损失贫化·工业试验表明,对于采用无底柱崩落法的矿山,利用模型实验,测定现场矿岩散体流动形态(参数),优化采场结构参数,可有效地降低矿石损失与贫化,提高矿山整体经济效益·     

采场结构参数过渡分段放矿优化

随着采矿设备的大型化,无底柱分段崩落法的发展趋势也是增大采场结构参数,因此现行许多矿山都存在如何使采场结构参数从普通问距向大闻距过渡的问题。以板石矿业公司上青矿4、5、6矿组为例,针对参数过渡分段出现的放矿问题,以无底柱分段崩落法无贫化放矿理论为指导思想,提出综合考虑多分段的优化放矿方式,得出与之相匹配的崩矿步距,并在此基础上,提出实现最优放矿的措施,即爆破优化,放矿管理及截止出矿矿石占有率的控制。     

石人沟铁矿露天转地下覆盖层合理厚度

在露天转地下过程中，对于地下生产初期采用空场法采矿，露天和地下采场之间留有隔离矿柱的矿山，露天开采结束后，需要回收矿柱，在崩落露天底的同时崩落边帮形成覆盖岩层，利用地下第一分段矿房的底部结构在覆岩下放出这部分矿石。介绍了通过计算机模拟和实验，观察放矿过程中覆盖层界面的移动规律，通过散体渗漏实验，研究覆美层的渗漏规律。主要从放矿椭球体理论和防排水两个方面综合确定覆盖层的合理厚度。     

无底柱分段崩落法多端壁倾角下崩矿步距优化

分析了崩矿步距优化的原则,确定以"回贫差最大"作为最优指标判据,以端部放矿实验为手段来测绘该结构参数下的放出体形态,利用实验获得的形态参数,计算崩矿步距的最优范围,辅助"相似矿山类比法和经验法",最终确定崩矿步距的最优范围为3.6~4.8 m.此外,考虑端壁前倾对降低贫化率和废石混入率具有较好的效果,参照国外生产矿山实际应用,以1∶50相似比开展了端壁倾角为80°,85°,90°条件下最优步距范围内3.6,4.0,4.4,4.8 m的放矿步距相似实验.实验结果表明,步距4.4 m,倾角90°方案对应的参数为梅山铁矿18 m×20 m条件下最佳结构参数.     

无底柱分段崩落法结构参数研究

为减少矿石生产成本,提高矿山经济效益,对无底柱分段崩落法结构参数进行研究.以大间距结构参数理论为基础,通过正交试验法确定9组不同的结构参数,利用多分段立体放矿模型,分别进行实验室放矿试验和计算机放矿数值模拟,然后,将2种不同方法所获得的实验数据采用直接分析法和Matlab回归分析法对比研究,分析无底柱分段崩落法各结构参数对矿石回收率等的影响,并最终确定合理的无底柱分段崩落法采场结构参数.     

水面舰船主船体钢材优选研究

在船体结构最小重量设计研究的基础上,综合考虑钢材选型中船体重量、材料价格、工艺性能及其它机械性能等多种因素的影响,建立了水面舰船主船体钢材优选的多因素模糊综合评判模型和方法,对钢材优选问题进行了讨论.计算结果表明,不论是从减轻结构重量、降低船舶造价出发,还是综合考虑各种因素影响,水面舰船均不宜选用具有较高屈服极限的钢材.     

复杂环境下3栋框架砖混结构楼房的控制爆破拆除

对3栋5层框架砖混结构楼房进行爆破拆除,介绍爆破总体设计原则、爆破参数及安全防护措施。着重分析爆破切口高度的确定方法、爆破参数的选取原则、起爆网路的设计、预处理方法,以及爆破振动、塌落振动和爆破飞石的防控措施。实际爆破效果表明,爆破设计方案和各项安全防护措施是合理、可行的。     

同源随机激励下基于系统动力可靠性的结构优化设计

把结构系统动力可靠性分析与最优化设计结合起来 ,以结构系统的最小质量为目标函数 ,给出了考虑在同源随机激励下多自由度线性系统总的可靠性的结构优化设计方法。运用谱分析理论 ,推导了结构系统在平稳随机过程激励下响应的统计特征 ,同时结合首次超越破坏的Possion模型计算结构系统的可靠性 ,最终采用广义乘子法得到结构系统设计变量的最优值。计算结果表明该方法是可行的     

张家洼矿无底柱分段崩落法结构参数灰色决策

以张家洼铁矿-250 m中段矿体赋存条件为背景,进行了无底柱分段崩落法不同结构参数的放矿模拟试验.引入灰色局势决策理论,成功地将回收率、纯矿石回收率、岩石混入率等多目标优化问题转化为单目标优化问题.根据试验结果,采用灰色决策方法得出了张家洼铁矿-250 m中段无底柱分段崩落法的最佳结构参数为分段高度12.5 m,进路间距12 m,放矿步距4~5 m.研究结果为矿山采准设计提供了依据,研究方法为采矿工程的优化拓宽了途径.     

模糊优选理论评价预裂爆破质量

提出了应用多目标模糊优选理论来评价预裂爆破质量，给出了该方法的原理、模型及应用步骤，并以实例说明了该方法的应用．应用结果表明，运用模糊优选理论可以对预裂爆破质量进行科学、合理的评价，其优选结果对现场预裂爆破参数设计具有很大的指导意义．     

变参数振动钻削微小孔的优化试验分析

变参数振动钻削过程中，由于轴向力，扭矩等的动态变化及不同区段加工质量特征参数的不同，导致不同的最优振动参数和最优切削数，文中通过多元正交多项式回归参数优化设计，运用概率论和数理统计原理进行振动钻削过程的参数优化，并通过对比试验验证了变参数振动钻削的优良效果。